DE69736578T2 - SURFACE LIGHT SOURCE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND ASYMMETRIC PRISM PLATE - Google Patents
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Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, in der eine Lichtstreuungs-Führungsplatte (eine plattenartige lichtstreuende Führung), eine Flüssigkristallanzeige, die die Lichtstreuungs-Führungsplatte für die Beleuchtung von hinten benutzt, und eine asymmetrische Prismentafel verwendet werden, die man dafür vorteilhaft einsetzen kann. In dieser Patentschrift bezeichnet der Begriff "asymmetrische Prismentafel" ein "tafelartiges optisches Element, das eine Prismenoberfläche enthält, die durch zahlreiche Zeilen von asymmetrischen Prismenelementen gebildet wird".The Invention relates to a surface light source device, in the one light scattering guide plate (a plate-like light scattering guide), a liquid crystal display, the light scattering guide plate for the Lighting used from the back, and an asymmetrical prism board used for that can use advantageous. In this patent the designated Term "asymmetric Prism board "a" board-like optical Element that has a prism surface contains through numerous lines of asymmetric prism elements is formed ".
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Lichtquellenvorrichtungen, in denen eine Lichtstreuungs-Führungsplatte und eine Prismentafel verwendet werden, werden vorgeschlagen und für verschiedene Zwecke eingesetzt, beispielsweise für die Hinterleuchtung von Flüssigkristallanzeigen. Eine herkömmliche Prismentafel besteht aus einem plattenartigen Teil, das aus einem optischen Material hergestellt ist, das eine Prismenoberfläche aufweist, die mit sich wiederholenden Zeilen v-förmiger Unregelmäßigkeiten ausgebildet ist. Bekanntlich hat eine solche Prismentafel die Funktion, die Richtungsausbreitungseigenschaften eines Strahls zu verändern.Light source devices, in which a light scattering guide plate and a prism board are used and are proposed for different Purpose used, for example, for the backlighting of liquid crystal displays. A conventional one Prism board consists of a plate-like part, which consists of a made of optical material having a prism surface, the repetitive lines of v-shaped irregularities is trained. As is known, such a prism board has the function of to change the direction propagation characteristics of a beam.
Eine
der Stirnflächen,
die die Stirnfläche
der Lichtstreuungs-Führungsplatte
Ein
Reflektor
Zur
besseren Erkennbarkeit in der Zeichnung sind das Intervall zwischen
der Lichtstreuungs-Führungsplatte
Die
Dicke der Lichtstreuungs-Führungsplatte
Das
von der Lichtquellenvorrichtung L in die Lichtstreuungs-Führungsplatte
Das
von der Austrittsfläche
Je
größer der
Durchmesser der Teilchen mit einer anderen Brechzahl ist (allgemein
ausgedrückt
je größer die
Korrelationsentfernung ist, die der Struktur mit dem ungleichförmigen Brechungsindex
zugeordnet ist), umso stärker
ist das von der Austrittsfläche
In
dieser Weise funktioniert die Prismentafel
In
Bezeichnet
man die Einfallsrichtung mit dem Pfeil L', so bestimmt die bevorzugte Ausbreitungsrichtung des
Strahls, der von der Austrittsfläche
Setzt
man voraus, dass PMMA (eines der üblichen Matrixmaterialien,
das eine Brechzahl von n = 1,492 hat) als Matrix der Lichtstreuungs-Führungsplatte
Ein Strahl, der zu einer derartigen bevorzugten Ausbreitungsrichtung gehört, wird als "repräsentativer Strahl" bezeichnet. In diesem Fall ist der repräsentative Strahl mit dem Bezugszeichen B1 gekennzeichnet.One Beam leading to such a preferred propagation direction belongs, is called a "representative beam". In this Case is the most representative Beam marked with the reference B1.
Der
repräsentative
Strahl B1, den die Austrittsfläche
Daraufhin
bewegt sich der repräsentative
Strahl B1 im Wesentlichen geradlinig in der Prismentafel
Der
der regulären
Reflexion unterworfene Strahl trifft auf die ebene Fläche
Man
kann jedoch die bevorzugte Ausbreitungsrichtung nach der Veränderung
gegen die Richtung senkrecht zur Austrittsfläche
Bei dieser Anordnung ist der Bereich an Spitzenwinkeln, der bevorzugte Ergebnisse liefert, breiter als in der beschriebenen Anordnung, in der die Prismenfläche nach innen zeigt.at This arrangement is the range of point angles, the preferred Yields results wider than in the described arrangement, in the prism surface pointing inwards.
Setzt
man voraus, dass die Einfallsrichtung die Richtung ist, die mit
dem Pfeil L' gekennzeichnet
ist, so fällt
ein repräsentativer
Strahl B2, der der bevorzugten Ausbreitungsrichtung entspricht,
mit einem Winkel ϕ1 = ungefähr 35° auf die Austrittsfläche
Der
repräsentative
Strahl B2 bewegt sich geradlinig durch die Schicht AR aus Luft und
trifft daraufhin unter einem Winkel auf die ebene Fläche
Der
Weg des Strahls nach dem Einfall auf die ebene Fläche
Die beschriebene herkömmliche Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung erfüllt jedoch nicht alle Anforderungen an die Höhe und Gleichverteilung der Helligkeit der leuchtenden Fläche (der oberen Seite der Prismentafel), wenn man sie mit bloßem Auge betrachtet, und den Eindruck der Gedämpftheit, den die Beleuchtung vermittelt.The described conventional Surface light source device Fulfills However, not all requirements for height and equal distribution of Brightness of the illuminated area (the top of the prism board), if you look them with the naked eye and the impression of dimness that the lighting conveys.
Anders formuliert kann der Stand der Technik keine leuchtende Fläche liefern, die angenehm ist, nicht glitzert und ausreichend weiß ist. Ein wesentliches Problem stellt die so genannte Reflexionsprojektion dar (das Auftreten von hellen und dunklen Bereichen, die durch Reflexion entstehen). Eine derartige Reflexionsprojektion beeinflusst beispielsweise die Anzeigequalität einer Flüssigkristallanzeige nachteilig.Different formulated, the prior art can not provide a luminous surface, which is pleasant, does not sparkle and is sufficiently white. One A major problem is the so-called reflection projection (the appearance of light and dark areas caused by reflection arise). Such a reflection projection influences, for example the display quality a liquid crystal display disadvantageous.
Man
geht davon aus, dass dies dem folgenden Grund zuzuschreiben ist.
Die Lichtstreuungs-Führungsplatte
Verwendet
man als Reflektor
Man kann davon ausgehen, dass derartige Erscheinungen und die Eindrücke, die sie dem Betrachter vermitteln, nicht nur durch die Höhe der Lichtmenge bestimmt sind, sondern auch durch multifaktorielle Effekte wie die Farbtemperatur und die Richtungsausbreitungseigenschaften des beleuchtenden Strahls.you can assume that such phenomena and the impressions that they convey to the viewer, not only by the amount of light are determined by multifactorial effects such as the Color temperature and the directional propagation characteristics of the illuminating Beam.
Die
Schwierigkeit mit dem Weißanteil
kann man bis zu einem gewissen Grad abmildern, indem man ein weißes Blatt
mit diffusen Reflexionseigenschaften als Reflektor
Der Erfinder gibt die beiden folgenden Vorschläge zur Lösung der beschriebenen Probleme an.
- (1) Entlang der Rückseite der Lichtstreuungs-Führungsplatte wird eine eigene Prismentafel angeordnet. Diese Prismentafel ist so ausgerichtet, dass die Zeilen der Prismenelemente parallel zur Richtung verlaufen, in der das Licht zugeführt wird (japanische Patentschrift Nr. H7-74671).
- (1) A separate prism sheet is placed along the back of the light-scattering guide plate. This prism sheet is aligned so that the lines of the prism elements are parallel to the direction in which the light is supplied (Japanese Patent Publication No. H7-74671).
Dieser erste Vorschlag löst die beschriebenen Probleme. Man benötigt jedoch zwei Prismentafeln dafür, und es sind weitere Verbesserungen nötig, damit man eine kompakte Struktur und geringere Herstellungskosten erzielt.
- (2) Man verwendet eine doppelseitige Prismentafel als Prismentafel, die auf der Seite der Austrittsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte angeordnet ist (japanische Patentschrift Nr. H7-213964, siehe auch JP-A-07-270708). Diese doppelseitige Prismentafel ist mit Zeilen aus Prismenelementen auf beiden Seiten ausgebildet, die senkrecht zueinander verlaufen.
- (2) Use a double-sided prism sheet as a prism sheet disposed on the side of the exit surface of the light-scattering guide plate (Japanese Patent Publication No. H7-213964, see also JP-A-07-270708). This double-sided prism sheet is formed with lines of prismatic elements on both sides that are perpendicular to each other.
Die Prismentafel ist derart ausgerichtet, dass die Zeilen mit den Prismenelementen auf der inneren Prismenfläche parallel zur Einfallsfläche verlaufen und dass die Zeilen mit den Prismenelementen auf der äußeren Prismenfläche senkrecht zur Einfallsfläche verlaufen.The Prism board is aligned so that the lines with the prism elements on the inner prism surface parallel to the incident surface run and that the lines with the prism elements on the outer prism surface perpendicular to the incidence area run.
Der Spitzenwinkel der Prismen auf der inneren Prismenfläche ist mit einem Winkel entworfen, bei dem Licht, das sich von der Lichtstreuungs-Führungsplatte in der bevorzugten Ausbreitungsrichtung ausbreitet, im Wesentlichen in einer Vorwärtsrichtung in der Prismentafel geführt wird.Of the Point angle of the prisms on the inner prism surface is designed with an angle at which light differs from the light scattering guide plate propagates in the preferred propagation direction, substantially in a forward direction guided in the prism board becomes.
Im Gegensatz ist der Spitzenwinkel der Prismen auf der äußeren Prismenfläche so entworfen, dass das im Wesentlichen in einer Vorwärtsrichtung in der Prismentafel geführte Licht in eine Richtung verschoben wird, die im Wesentlichen senkrecht zu Lichtzuführrichtung verläuft, und anschließend invertiert (zurückgeworfen) wird. Ein üblicher Wert für einen derartigen Prismenspitzenwinkel ist 90°, und der tatsächliche Bereich für diesen Winkel liegt zwischen ungefähr 70° und ungefähr 130°.in the Contrast, the apex angle of the prisms is designed on the outer prism face so that's essentially in a forward direction in the prism board guided Light is shifted in one direction, which is essentially perpendicular to light supply direction runs, and subsequently inverted (thrown back) becomes. A common one Value for such a prism tip angle is 90 °, and the actual Area for this Angle is between about 70 ° and approximately 130 °.
Dieser zweite Vorschlag verbessert die Höhe und Gleichförmigkeit der Helligkeit, unterdrückt Reflexionen und verbessert das Erscheinungsbild (Weißanteil und Weichheit) der leuchtenden Fläche und löst zugleich die Probleme, die der beschriebene erste Vorschlag nicht löst.This second suggestion improves the height and uniformity the brightness, suppressed Reflections and improves the appearance (proportion of white and softness) of the luminous surface and at the same time solves the problems that the first proposal described does not solve.
Für das Beleuchtungslicht, das beispielsweise für die Hinterleuchtung von Flüssigkristallanzeigen verwendet wird, werden jedoch zunehmend höhere Qualitäten gefordert. Zu diesen Anforderungen gehören die jüngst entstandenen folgenden Bedürfnisse.
- (1) Weitere Verbesserung des Helligkeitspegels einer Anzeige, falls sie in einer Hauptbetrachtungsrichtung betrachtet wird (im Wesentlichen die Vorwärtsrichtung).
- (2) Es liegen Forderungen nach Merkmalen vor, beispielsweise dass der Helligkeitspegel mit einer zunehmenden Winkelabweichung von der Hauptbetrachtungsrichtung (im Wesentlichen der Vorwärtsrichtung) allmählich abnimmt, und dass die Ausgabe von Beleuchtungslicht in den Betrachtungsrichtungen soweit wie möglich unterdrückt wird, in der eine Betrachtung wenig wahrscheinlich ist, damit eine nutzlose Beleuchtung vermieden wird. Um eine solche Forderung zu erfüllen, muss man eine optische Ausgabe in Richtungen, die von der Vorwärtsrichtung um 30 Grad oder mehr abweichen, so weit wie möglich unterdrücken.
- (1) Further improvement of the brightness level of a display when viewed in a main viewing direction (substantially the forward direction).
- (2) Characteristics are required, for example, that the brightness level gradually decreases with increasing angular deviation from the main viewing direction (substantially the forward direction), and that the output of illumination light in the viewing directions is suppressed as much as possible, in the one viewing little is likely so that a useless lighting is avoided. In order to meet such a demand, it is necessary to suppress as much as possible an optical output in directions other than the forward direction by 30 degrees or more.
Eine
Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung
gemäß dem beschriebenen
Vorschlag ist hinsichtlich derartiger Anforderungen nicht zufriedenstellend.
Insbesondere weist diese Vorrichtung kein Leistungsmerkmal auf, das
die im obigen Punkt (
Die Tatsache, dass ungenutztes Beleuchtungslicht in Richtungen ausgegeben wird, die stark von der Vorwärtsrichtung abweichen, belegt, dass es nach wie vor einen Bedarf für Verbesserungen im unter (1) beschriebenen Punkt gibt.The Fact that unused lighting light is emitted in directions that is going strong from the forward direction differ, proving that there is still a need for improvement in point (1).
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, eine Prismentafel für eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung bereitzustellen, in der der Helligkeitspegel gesehen aus der Hauptbetrachtungsrichtung (im Wesentlichen der Vorwärtsrichtung) verbessert wird.It It is a first object of the invention to provide a prism sheet for a surface light source device in which the brightness level is seen from the main viewing direction (essentially the forward direction) is improved.
Es ist eine zweite Aufgabe der Erfindung, eine Prismentafel für eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung bereitzustellen, in der der Helligkeitspegel mit einer zunehmenden Winkelabweichung von der Hauptbetrachtungsrichtung (im Wesentlichen der Vorwärts richtung) allmählich abfällt, und in der die Ausgabe von ungenutztem Beleuchtungslicht in Richtungen unterdrückt wird, die stark von der wesentlichen Vorwärtsrichtung abweichen.It It is a second object of the invention to provide a prism sheet for a surface light source device in which the brightness level increases with increasing Angular deviation from the main viewing direction (essentially the forward direction) gradually drops and in which the output of unused illumination light in directions repressed which deviate greatly from the significant forward direction.
Es ist eine dritte Aufgabe der Erfindung, eine Prismentafel bereitzustellen, die die Anwendbarkeit einer Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung für Flüssigkristallanzeigen verbessert.It a third object of the invention is to provide a prism board, the applicability of a surface light source device for liquid crystal displays improved.
Gemäß der Erfindung
wird eine Prismentafel zum Gebrauch beim Ändern der Richtungsausbreitungseigenschaften
von Licht bereitgestellt, das eine Austrittsfläche einer Lichtstreuungs-Führungsplatte
aussendet, die eine Einfallsfläche
hat, die Licht aufnimmt, wobei die Prismentafel eine erste Oberfläche aufweist,
auf der Reihen von Prismenelementen in einer ersten Richtung ausgerichtet
sind, und eine zweite Oberfläche,
auf der Reihen von Brechungselementen in einer zweiten Richtung
ausgerichtet sind, die senkrecht zur ersten Richtung ist,
wobei
die Reihen der Brechungselemente auf der zweiten Oberfläche mit
Oberflächen
versehen sind, die bewirken, dass ein Strahl, der in der Prismentafel
im Wesentlichen in einer Vorwärtsrichtung
geleitet wird, in die erste Richtung verschoben wird und anschließend zur
ersten Oberfläche
zurückgeworfen
wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen der Prismenelemente
auf der ersten Oberfläche
von abwechselnden Wiederholungen einer Neigung gebildet werden,
die einen ersten relativ kleinen Neigungswinkel bezüglich der
Dickenrichtung der Prismentafel hat, und einer Neigung, die einen
zweiten relativ großen
Neigungswinkel bezüglich
der Dickenrichtung hat, und dass die Neigungen, die den zweiten
Neigungswinkel aufweisen, hin zur Einfallsfläche gerichtet sind, wogegen
die Neigungen, die den ersten Neigungswinkel aufweisen, weg von
der Einfallsfläche
gerichtet sind.According to the invention, a prism sheet is provided for use in altering the directional propagation characteristics of light emitting an exit surface of a light scattering guide plate having an incident surface which receives light, the prism sheet having a first surface on which rows of prism elements in a first Direction are aligned, and a second surface, are aligned with the rows of refractive elements in a second direction, which is perpendicular to the first direction,
wherein the rows of refracting elements on the second surface are provided with surfaces which cause a beam, which is guided in the prism sheet substantially in a forward direction, to be displaced in the first direction and then thrown back to the first surface,
characterized in that the rows of prism elements on the first surface are formed by alternating repetitions of an inclination having a first relatively small inclination angle with respect to the thickness direction of the prism sheet and an inclination having a second relatively large inclination angle with respect to the thickness direction, and the inclinations having the second inclination angle are directed toward the incident surface whereas the inclinations having the first inclination angle are directed away from the incident surface.
Eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, die an die Erfindung angepasst ist, umfasst eine Lichtstreuungs-Führungsplatte, eine primäre Lichtquellenvorrichtung, die an der Seite der Lichtstreuungs-Führungsplatte angeordnet ist und Licht zur Einfallsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte sendet, eine Prismentafel, die entlang einer Austrittsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte angeordnet ist, und einen Reflektor, der auf der Seite angeordnet ist, die der Austrittsfläche gegenüberliegt.A Surface light source device, which is adapted to the invention comprises a light scattering guide plate, a primary one Light source device, which on the side of the light scattering guide plate is arranged and light to the incident surface of the light scattering guide plate sends a prism board along an exit surface of the Light scattering guide plate is arranged, and a reflector, which is arranged on the side is that of the exit surface opposite.
Die entlang der Austrittsfläche angeordnete Prismentafel ist gemäß der folgenden Bedingungen (1) bis (6) aufgebaut und ausgelegt.
- (1) Die Prismentafel enthält Zeilen mit Prismenelementen auf einer ersten Oberfläche (Innenfläche) der Tafel und Zeilen mit Prismenelementen oder Linsenelementen auf einer zweiten Oberfläche (Außenfläche) der Tafel.
- (1) The prism sheet includes lines having prismatic elements on a first surface (inner surface) of the panel and lines having prismatic elements or lens elements on a second surface (outer surface) of the panel.
Die Innenfläche ist eine Fläche, die Beleuchtungslicht von der Lichtstreuungs-Führungsplatte aufnimmt. Die Außenfläche ist eine Fläche, von der das Beleuchtungslicht nach außen abgegeben wird.
- (2) Die Zeilen mit Prismenelementen auf der Innenfläche und die Zeilen mit Prismenelementen oder Linsenelementen auf der Außenfläche sind in zueinander senkrechten Richtungen (einer ersten und einer zweiten Richtung) angeordnet.
- (3) Die Prismentafel ist derart ausgerichtet, dass die Richtung, in der die Zeilen mit Prismenelementen auf der Innenfläche angeordnet sind (der ersten Richtung), parallel zur Einfallsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte ist (senkrecht zur Richtung, in der Licht zugeführt wird). Unter dieser Bedingung für die Ausrichtung ist die Richtung, in der die Zeilen der Prismenelemente oder Linsenelemente auf der Außenfläche angeordnet sind (die zweite Richtung), offenkundig senkrecht zur Einfallsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte (parallel zur Richtung, in der Licht zugeführt wird).
- (4) Die Zeilen der Prismenelemente oder Linsenelemente auf der Außenfläche sind so ausgebildet, dass Licht, das in der Prismentafel in Vorwärtsrichtung geführt wird, in eine Richtung verschoben wird, die im Wesentlichen senkrecht zur Richtung ist, in der das Licht zugeführt wird, und anschließend zur Innenfläche zurückgeworfen wird.
- (5) Ist die Außenfläche eine Prismenfläche, so haben die Zeilen der Prismenelemente bevorzugt einen Prismenspitzenwinkel im Bereich 70° bis 130°. Der besonders bevorzugte Wert für diesen Bereich liegt beispielsweise bei 96°.
- (6) Die Zeilen der Prismenelemente, die auf der inneren Prismenfläche ausgebildet sind, werden von sich wiederholenden Mustern mit einer Flanke gebildet, die einen relativ kleinen ersten Neigungswinkel hat, und einer Flanke, die einen zweiten relativ großen Neigungswinkel hat, wobei die Flanken abwechselnd angeordnet sind. Damit ist die Innenfläche eine Fläche, auf der eine Vielzahl von asymmetrischen Prismennuten ausgebildet und ausgerichtet sind.
- (7) Die Flanken mit dem zweiten Neigungswinkel der Zeilen der Prismenelemente, die auf der Innenfläche ausgebildet sind, sind hin zur Einfallsfläche gerichtet. Durch diese Bedingung sind die Flanken mit dem erstem Neigungswinkel offensichtlich entgegengesetzt zur Einfallsfläche gerichtet.
- (8) Der erste relativ kleine Neigungswinkel beträgt bevorzugt ungefähr 15°. Ein bevorzugter Wert für den zweiten relativ großen Neigungswinkel beträgt ungefähr 32,5 °.
- (9) Die Dicke der Lichtstreuungs-Führungsplatte nimmt bevorzugt mit wachsender Entfernung von der Einfallsfläche ab. In der Regel ist die Lichtstreuungs-Führungsplatte im Querschnitt keilförmig aufgebaut. Entlang einer der Stirnflächen, die die größere Dicke der Lichtstreuungs-Führungsplatte bestimmt, ist eine Lichtzuführanordnung untergebracht.
- (2) The lines having prism elements on the inner surface and the lines having prism elements or lens elements on the outer surface are arranged in mutually perpendicular directions (first and second directions).
- (3) The prism sheet is oriented such that the direction in which the rows of prism elements are arranged on the inner surface (the first direction) is parallel to the incidence surface of the light scattering guide plate (perpendicular to the direction in which light is supplied). Under this condition for alignment, the direction in which the lines of the prism elements or lens elements are arranged on the outer surface (the second direction) is apparently perpendicular to the incident surface of the light scattering guide plate (parallel to the direction in which light is supplied).
- (4) The lines of the prism elements or lens elements on the outer surface are formed so that light guided in the prism sheet in the forward direction is shifted in a direction substantially perpendicular to the direction in which the light is supplied, and then thrown back to the inner surface.
- (5) If the outer surface is a prism surface, then the lines of the prism elements preferably have a prism tip angle in the range 70 ° to 130 °. The most preferred value for this range is for example 96 °.
- (6) The lines of the prism elements formed on the inner prism surface are formed by repeating patterns having a flank having a relatively small first inclination angle and a flank having a second relatively large inclination angle, the flanks alternately are arranged. Thus, the inner surface is a surface on which a plurality of asymmetrical prism grooves are formed and aligned.
- (7) The flanks having the second inclination angle of the lines of the prism elements formed on the inner surface are directed toward the incident surface. By this condition, the flanks with the first inclination angle are obviously directed opposite to the incident surface.
- (8) The first relatively small inclination angle is preferably about 15 °. A preferred value for the second relatively large inclination angle is about 32.5 °.
- (9) The thickness of the light diffusing guide plate preferably decreases with increasing distance from the incident surface. In general, the light scattering guide plate is wedge-shaped in cross section. Along one of the end surfaces, which determines the greater thickness of the light scattering guide plate, a Lichtzuführanordnung is housed.
Eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung, die die Merkmale aufweist, die in den obigen Punkten (1) bis (9) beschrieben sind, kann man in bekannter Anordnungsweise zum Hinterleuchten einer Flüssigkristalltafel verwenden. Der Gebrauch einer derartigen Hinterleuchtung erlaubt nicht nur das Einsparen von elektrischer Energie, sondern stellt darüber hinaus eine Flüssigkristallanzeige mit ausgezeichneter Betrachtungsqualität bereit.A Surface light source device, having the features set in the above items (1) to (9) are described, you can in a known arrangement way for backlighting a liquid crystal panel use. The use of such backlighting allowed not only the saving of electrical energy, but also provides about that In addition, a liquid crystal display ready with excellent viewing quality.
Eine Prismentafel in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Bedingungen (1) bis (8) kann man als neuartige optische Funktionsvorrichtung ansehen, die eine asymmetrische Prismenoberfläche aufweist. Im Vergleich mit der oben beschriebenen doppelseitigen Prismentafel, die eine symmetrische Prismentafel ist (siehe die japanische Patentschrift Nr. H7-213964), ist diese asymmetrische Prismentafel dadurch gekennzeichnet, dass sie wirksam Licht, das auf Flanken mit einem relativ geringen Neigungswinkel einfällt, in Licht umwandelt, das sich in der Dickenrichtung ausbreitet.A prism sheet in accordance with the above-described conditions (1) to (8) can be regarded as a novel optical functional device having an asymmetric prism surface. in the As compared with the above-described double-sided prism sheet, which is a symmetrical prism sheet (see Japanese Patent Publication No. H7-213964), this asymmetrical prism sheet is characterized in that it effectively converts light incident on flanks with a relatively small inclination angle into light that spreads in the thickness direction.
Die Erfindung verbessert zudem die Eigenschaften einer Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung oder einer Flüssigkristallanzeige gemäß dem beschriebenen zweiten Vorschlag (japanische Patentschrift Nr. H7-213964). Diese Verbesserung der Eigenschaften beruht auf den Merkmalen der asymmetrischen Prismentafel, die von der Erfindung vorgeschlagen wird.The Invention also improves the properties of a surface light source device or a liquid crystal display according to the described second proposal (Japanese Patent Publication No. H7-213964). These Improvement of properties is based on the characteristics of asymmetric Prism board proposed by the invention.
Beleuchtungslicht, das die Austrittsfläche der Lichtstreuungs-Führungsplatte emittiert, wird in die asymmetrische Prismentafel über die Flanken eingeführt, die einen relativ kleinen Neigungswinkel haben, und wirksam in Licht umgewandelt, das sich in der Dickenrichtung der Prismentafel ausbreitet.Illumination light, that the exit surface the light scattering guide plate is emitted into the asymmetric prism board over the Flanks introduced, which have a relatively small tilt angle, and effective in light transformed, which spreads in the thickness direction of the prism board.
Das
Licht, das der wirksamen Richtungsänderung unterworfen worden
ist, erreicht die Außenfläche, wird
in eine Richtung verschoben, die senkrecht zur Zuführrichtung
des Lichts ist, und anschließend
hin zur Lichtstreuungs-Führungsplatte
zurückgeworfen.
Der Beschreibung in
Ein gewisser Prozentsatz des repräsentativen Strahls, der wie beschrieben zurückgeführt wird, wird in Licht umgewandelt, das um den repräsentativen Strahl herum verteilt ist, indem es verschiedene Pfade durchläuft und schließlich von der Außenfläche der Prismentafel abgestrahlt wird.One certain percentage of the representative Beam, which is returned as described, is converted into light that is distributed around the representative beam is by going through different paths and finally by the outer surface of the Prism board is emitted.
Diese Abläufe erlauben es, dass die Lichtstrahlen, die schließlich wirksam von der Außenfläche der asymmetrischen Prismentafel emittiert werden, unterschiedliche Vorgeschichten aufweisen. Dadurch verbessert sich der visuelle Eindruck, den sie liefern, und die Reflexionsprojektion in der Nähe der Einfallsfläche wird unterdrückt.These procedures allow the rays of light that are finally effective from the outer surface of the asymmetric Prism board are emitted, have different histories. This improves the visual impression they deliver and the reflection projection near the incident surface is suppressed.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS
Es zeigt:It shows:
BESCHREIBUNG DER BESTEN ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHRENDESCRIPTION OF THE BEST ART TO PERFORM THE INVENTION
Diese
Ausführungsform
ist eine Struktur, die man erhält,
wenn man die Prismentafel
Eine
Stirnfläche,
die die größere Dicke
einer Lichtstreuungs-Führungsplatte
Beleuchtungslicht
entnimmt man an einer Austrittsfläche
Wie
bei der Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung
in
In
die Lichtstreuungs-Führungsplatte
Wie
bereits beschrieben besitzt das von der Austrittsfläche
Je
größer der
Durchmesser der in der Lichtstreuungs-Führungsplatte
Die
Lichtstreuungs-Führungsplatte
Generell
gilt, dass der Prozentsatz des beigemischten Materials mit einer
anderen Brechzahl umso geringer ist, je größer die Längsabmessung der Lichtstreuungs-Führungsplatte
Die
Teilchengröße der Partikel
mit anderer Brechzahl ist einer der Faktoren, die die Höhe der Vorwärtsstreuneigung
während
jedes Streuvorgangs in der Lichtstreuungs-Führungsplatte
Die
Teilchengröße stellt
man bevorzugt abhängig
von der Höhe
der Richtwirkung ein, die für
den Beleuchtungsstrahl erforderlich ist. Gemäß der Erfindung unterliegt
die Zusammensetzung des Materials, aus der die Lichtstreuungs-Führungsplatte
Es
wird nun der Aufbau und die Funktion der Prismentafel
Auf
der Prismentafel
Dabei
ist es wichtig, dass die Neigungswinkel ϕa und ϕb
der Flanken
Man
beachte, dass im Kontext dieser Patentschrift die Neigungswinkel
der Flanken
Beim
Einbau der Prismentafel
Im
Einzelnen zeigen die Flanken
Die
Strahlen S1 und S2 zeigen eine skizzenhafte Darstellung der Bandbreite
der Ausbreitungsrichtung des Lichts, das tatsächlich von der Austrittsfläche
Die
Flanken
Dagegen
kann der Strahl S2 nicht auf die Flanke
Die
Neigungswinkel ϕa und ϕb der Flanken
Der
Strahl S2 trifft verglichen mit dem Strahl in
Damit
nimmt die asymmetrische Prismentafel eine Richtungsänderung
hin zur Vorwärtsrichtung
vor, die wirksamer ist als die Richtungsänderung, die die symmetrische
Prismentafel bewirkt, bei der die entsprechenden Flanken
Um
die Wirksamkeit der Richtungsänderung
zu verbessern ist es anders ausgedrückt vorteilhafter, den Neigungswinkel ϕa
der Flanke
ϕ2;
Winkel der Ausbreitungsrichtung eines Strahls B3, der Licht darstellt,
das von der Austrittsfläche
ϕa, ϕb; beispielsweise Neigungswinkel ϕa = 15° und ϕb = 32,5° gemessen gegen die Bezugsrichtung (die Dickenrichtung der Prismentafel) N, die die Bedingung ϕ2 = ungefähr 63° erfüllen.φa, φb; For example, inclination angle φa = 15 ° and φb = 32.5 ° measured against the reference direction (the thickness direction of the prism sheet) N, which satisfy the condition φ2 = about 63 °.
ϕ1;
Neigungswinkel des repräsentativen
Strahls B3 auf der Flanke
ϕ2;
Winkel unter dem der repräsentative
Strahl B3 an der Flanke
ϕ3;
Winkel bei dem der repräsentative
Strahl B3 an der Flanke
ϕ4;
Winkel unter dem sich der repräsentative
Strahl B3 nach der Reflexion (Totalreflexion) an der Flanke
Beträgt der Prismenspitzenwinkel ϕ4
der Prismenelementzeilen an der Außenfläche ungefähr 90°, so wird das gesamte bzw. das
meiste Licht, das durch die repräsentativen
Strahlen C1 und C2 dargestellt wird, intern an den Flanken
Bei
diesem Vorgang durchläuft
das Licht eine Vielzahl von Pfaden. Daher hat sich die Ausbreitungsrichtung
des Lichts beträchtlich
erweitert, wenn es erneut auf die Prismentafel
Durch
das Ausbilden der Außenfläche der
Prismentafel
Anders
ausgedrückt
haben Strahlen, die vom gleichen mikroskopischen Bereich der Außenfläche der Prismentafel
Ein praktisch umsetzbarer Bereich für den Prismenspitzenwinkel ϕ4 liegt zwischen 70° und 130°. Ein kleinerer Prismenspitzenwinkel als 70° führt zu einer beträchtlichen Verringelung des Konvergenzeffekts, der die Ausbreitungsrichtung des Lichts in die Vorwärtsrichtung in einer Ebene in der Querrichtung bündelt. Dadurch wird die Helligkeit der Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung geringer.One practically realizable area for the prism tip angle φ4 is between 70 ° and 130 °. A smaller one Prism tip angle as 70 ° leads to a considerable Reduction of the convergence effect of the propagation direction of the light in the forward direction bundles in a plane in the transverse direction. This will cause the brightness the surface light source device lower.
Ist
der Prismenspitzenwinkel ϕ4 zu groß, so wird ein Hauptteil der
repräsentativen
Strahlen C1 und C2, die sich im Wesentlichen in Vorwärtsrichtung
bewegen, direkt von den Flanken
Die
umgekehrte Ausbreitung (Rückkehr)
durch Totalreflexion erfolgt für
einen einfallenden Strahl, der mit dem Bezugszeichen C5 bezeichnet
ist, unter einem Winkel. Dies trägt
wenig zur Aufspaltung der Pfadverläufe des Lichts bei, das die
Prismentafel
In
jeder dieser Kurven ist auf der Ordinate die Helligkeit der leuchtenden
Flächen
(der Außenflächen der
Prismentafeln
In beiden Kurven stellt der Winkel 0° die Vorwärtsrichtung dar.In The angle 0 ° represents the two curves forward direction represents.
Wie
die Kurve in
In
In ähnlicher
Weise stellt in
Aus den Messergebnissen kann man die folgenden Resultate entnehmen.
- (1) Sowohl in der Längsrichtung als auch der Querrichtung liefert die symmetrische oder die asymmetrische Prismentafel Beleuchtungslicht, das seinen Spitzenwert im Wesentlichen in Vorwärtsrichtung aufweist.
- (2) Aus dem Vergleich der Kurven G1 und G3 mit den Kurven G2 und G4 geht jedoch hervor, dass die asymmetrische Prismentafel einen Spitzenhelligkeitswert liefert, der 10 bis 20 Prozent größer ist als der Wert, den man mit der symmetrischen Prismentafel erreicht.
- (3) Die Kurve G2 der Kurven in
10(a) zeigt eine Verringerung der Helligkeit Q1 in einer Richtung, die relativ nahe an der Vorwärtsrichtung liegt (in der Nähe von –15°). Im Gegensatz dazu zeigt sie eine Zunahme der Helligkeit Q2 in einer Richtung, die relativ weit von der Vorwärtsrichtung entfernt ist (in der Nähe von –40°). Eine derartige unerwünschte Charakteristik ist in der Kurve G1 für die asymmetrische Prismentafel nahezu beseitigt, die nur eine geringe Spur Q3 zeigt.
- (1) In both the longitudinal direction and the transverse direction, the symmetrical or asymmetrical prism sheet provides illumination light having its peak substantially in the forward direction.
- (2) From the comparison of curves G1 and G3 with curves G2 and G4, however, it is apparent that the asymmetrical prism sheet provides a peak brightness value that is 10 to 20 percent greater than the value achieved with the symmetrical prism sheet.
- (3) The curve G2 of the curves in FIG
10 (a) shows a reduction in brightness Q1 in a direction relatively close to the forward direction (near -15 °). In contrast, it shows an increase in the brightness Q2 in a direction relatively far from the forward direction (near -40 °). Such an undesirable characteristic is almost eliminated in the asymmetrical prism board curve G1 which shows only a small trace Q3.
Aus den obigen Angaben geht klar hervor, dass die Anordnung, in der eine asymmetrische Prismentafel verwendet wird, beträchtliche Verbesserungen gegenüber der Anordnung aufweist, in der eine symmetrische Prismentafel verwendet wird, und zwar sowohl hinsichtlich der Helligkeit in der Richtung des Spitzenwerts (im Wesentlichen der Vorwärtsrichtung) als auch der Form der Helligkeitskurve.Out It is clear from the above information that the arrangement in which an asymmetrical prism board is used, considerable Improvements over having the arrangement in which uses a symmetrical prism board is, both in terms of brightness in the direction the peak value (essentially the forward direction) as well as the shape the brightness curve.
Die
Erfindung kann man an Oberflächen-Lichtquellenvorrichtungen
oder Flüssigkristallanzeigen
in verschiedenen anderen Anordnungen anpassen. Beispielsweise sind
verschiedene Abwandlungen hinsichtlich der Form der Lichtstreuungs-Führungsplatte
In
der Anordnung in
Ein
weiterer Unterschied besteht darin, dass die Ausrichtung der Flanken
auf der Innenfläche
der Prismentafel
In
der Anordnung in
In
der Anordnung in
In
diesem Fall wird die Ausrichtung der Flanken auf der Innenfläche der
Prismentafel
Die in den beschriebenen Ausführungsformen verwendeten Prismentafeln sind doppelt orthogonale Prismenflächen, bei denen Prismenflächen mit einer Vielzahl Prismenelementzeilen auf beiden Seiten der Tafel ausgebildet sind. Es ist jedoch nicht unerlässlich, dass die Außenfläche einer solchen Prismentafel eine Prismenfläche ist.The in the described embodiments used prism charts are double orthogonal prism surfaces, at those prism surfaces with a plurality of prism element lines on both sides of the panel are formed. However, it is not essential that the outer surface of a such prism board is a prism surface.
Eine
grundlegende optische Funktion, die für die Außenfläche einer Prismentafel erforderlich
ist, besteht darin, dass sie einen Strahl in einer seitlichen Richtung
verschiebt und anschließend
die Richtung des Strahls zur Innenfläche umsetzt (damit eine Rückkehrlichtkomponente
erzeugt wird). Daher kann man die Prismenelementzeilen auf der Außenfläche der
Prismentafel
Die
fünfte
Ausführungsform
entspricht einer Anordnung, die man erhält, wenn man die asymmetrische Prismentafel
In
der Nähe
einer Lichteinfallsfläche,
die die größere Dicke
einer Lichtstreuungs-Führungsplatte
Die
Konfiguration und Funktion der anderen Komponenten neben der Prismentafel
In
die Lichtstreuungs-Führungsplatte
Die
Struktur der Prismentafel
Kurz
gesagt sind Zeilen mit asymmetrischen Prismenelementen wie in
Wie
im Fall der Prismentafel
Der repräsentative Strahl C1 stellt Licht dar, das sich in einer Ebene fortbewegt, die in Querrichtung zur Vorwärtsrichtung liegt. Der repräsentative Strahl C2 stellt Licht dar, das sich in einer Ebene in der Querrichtung fortbewegt, und zwar in einer Richtung, die einen geringen Winkel gegen die Vorwärtsrichtung aufweist.Of the representative Ray C1 represents light that moves in a plane, in the transverse direction to the forward direction lies. The representative Beam C2 represents light that is in a plane in the transverse direction moved, in a direction that is a small angle against the forward direction having.
Die Linsenelementzeilen haben im Allgemeinen ein halbzylindrisches Profil und enthalten zumindest in einem Teil der Elemente eine konvex gekrümmte Oberfläche. In dieser Ausführungsform ist eine konvex gekrümmte Oberfläche eingebaut, die in Spitzennähe glatt ist. Alle oder die meisten Linsenelemente können als konvex gekrümmte Oberflächen ausgebildet werden. Weiterhin kann man eine konkav gekrümmte Oberfläche in dem Tal zwischen benachbarten Linsenelementzeilen unterbringen.The Lens element rows generally have a semi-cylindrical profile and contain a convexly curved surface in at least part of the elements. In this embodiment is a convex curved surface installed, which is near the top is smooth. All or most of the lens elements may be convex curved surfaces be formed. Furthermore, one can have a concave curved surface in the Accommodate valley between adjacent lens element rows.
Ein Hauptteil eines repräsentativen Strahls C1, der in der Nähe eines derartigen Spitzenabschnitts auftrifft, wird als Beleuchtungsstrahl D1 in der Vorwärtsrichtung abgestrahlt. Im Gegensatz dazu wird ein beträchtlicher Teil bzw. der Hauptanteil eines repräsentativen Strahls C1, der auf einen von der Spitze entfernten Bereich trifft, abhängig vom Einfallswinkel aufgrund der inneren Reflexion in Querrichtung verschoben und einer zweiten inneren Reflexion unterworfen, damit ein Rückkehrstrahl D1 entsteht.One Main part of a representative Beam C1, which is close of such a tip portion is used as the illumination beam D1 in the forward direction radiated. In contrast, a considerable part or the main part a representative Beam C1, which strikes a region remote from the tip, dependent from the angle of incidence due to the internal reflection in the transverse direction shifted and subjected to a second internal reflection, so a return beam D1 is created.
Ferner wird ein Hauptteil eines repräsentativen Strahls C2, der in der Nähe einer solchen Spitze auftrifft, diagonal in einer Ebene in der Querrichtung als Beleuchtungsstrahl D1 emittiert. Ein beträchtlicher Teil bzw. der Hauptanteil eines repräsentativen Strahls C2, der auf einen von der Spitze entfernten Bereich trifft, wird abhängig vom Einfallswinkel aufgrund der inneren Reflexion in Querrichtung verschoben, obwohl sich der Lichtweg geringfügig vom Weg des repräsentativen Strahls C1 unterscheidet, und einer, zweiten inneren Reflexion unterworfen, damit ein Rückkehrstrahl D1 entsteht.Further becomes a main part of a representative Beam C2, which is close such a tip hits diagonally in a plane in the transverse direction emitted as the illumination beam D1. A considerable part or the main part a representative Beam C2, which hits an area remote from the tip, becomes dependent from the angle of incidence due to the internal reflection in the transverse direction although the light path is slightly off the path of the representative Beam C1 differs, and subjected to a second internal reflection, with it a return ray D1 is created.
Das
Verhalten der Rückkehrstrahlen
D1 und D2 in der Nähe
der Innenfläche
gleicht dem Verhalten in der Prismentafel
Bei
diesem Vorgang tritt eine Vielzahl von Lichtpfaden auf. Daher hat
sich die Ausbreitungsrichtung des Lichts beträchtlich erweitert, wenn es
erneut auf die Prismentafel
Damit
liefert ein Mechanismus, der der Prismentafel
Insbesondere wird die Erzeugung einer ungleichförmigen Helligkeit durch Reflexionsprojektion in Bereichen nahe an der Einfallsfläche verhindert, indem die direkte Aussendung von starken Komponenten in der Ausbreitungsrichtung unterdrückt wird.Especially The generation of a non-uniform brightness by reflection projection in areas close to the incidence area prevented by the direct Transmission of strong components in the propagation direction is suppressed.
An
der Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung
in
Insbesondere ist ein Tangentialwinkel von 60° an beiden Kantenabschnitten einer jeden Linsenelementzeile eingerichtet, und es ist eine konvex gekrümmte Fläche angebracht, die einen Gradienten hat, der sich zur Spitze hin allmählich verkleinert.Especially is a tangential angle of 60 ° both edge portions of each lens element row set up, and it's a convex curved one area attached, which has a gradient which gradually decreases towards the tip.
In
jeder dieser Kurven ist auf der Ordinate die Helligkeit der leuchtenden
Fläche
(der Außenfläche der Prismentafeln
In beiden Kurven stellt der Winkel 0° die Vorwärtsrichtung dar.In The angle 0 ° represents the two curves forward direction represents.
Aus den Messergebnissen kann man die folgenden Resultate entnehmen.
- (1) Sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung wird ein Beleuchtungslicht erzeugt, das einen deutlichen Spitzenwert im Wesentlichen in der Vorwärtsrichtung hat.
- (2) Sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung hat die Helligkeitskurve ein gut eingestelltes Profil mit einer geeigneten Breite und einer hohen Symmetrie.
- (1) In both the longitudinal direction and the transverse direction, an illumination light having a marked peak substantially in the forward direction is generated.
- (2) In both the longitudinal direction and the transverse direction, the brightness curve has a well-adjusted profile with a suitable width and a high symmetry.
Aus
der obigen Darstellung geht hervor, dass die Prismentafel
Zum Schluss erfolgt eine ergänzende Beschreibung der Materialien für die Prismentafel und die Lichtstreuungs-Führungsplatte, die in der Erfindung verwendet werden, und die Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen dieser Teile.To the Finally, there is a supplementary Description of the materials for the prism sheet and the light scattering guide plate used in the invention and the description of a method of manufacturing these parts.
Für die in der Erfindung verwendete Prismentafel und Lichtstreuungs-Führungsplatte kann man verschiedene Polymermaterialien als Basis (Matrix) verwenden. In Tabelle 1 und 2 sind gängige Matrixmaterialien dargestellt.For the in of the invention used prism board and light scattering guide plate one can use different polymer materials as base (matrix). In Tables 1 and 2 are common Matrix materials shown.
Man kann diese Materialien unverändert verwenden, da eine Prismentafel normalerweise ein durchsichtiges Bauteil ist. Sollen ebene Flächen der Prismentafel satinartig bearbeitet werden, so kann man bekannte Strahlverfahren einsetzen. Man kann bekannte Kunststofffilm-Formungsverfahren zum Ausbilden einer Prismenfläche einsetzen, die einen gewünschten Prismenspitzenwinkel hat, und einer Linsenfeldfläche, die eine gewünschte Form hat. Eine Lichtstreuungs-Führungsplatte, bei der ein Polymermaterial als Grundlage dient, kann man mit Hilfe der folgenden Herstellungsverfahren fertigen.you These materials can be unchanged because a prism sheet is usually a transparent one Component is. Should flat surfaces the prism board are processed like satin, so you can known Use blasting method. One can known plastic film molding process for forming a prism surface insert a desired one Prism tip angle, and a lens field surface, which has a desired shape Has. A light scattering guide plate, in which a polymer material serves as a basis, you can with the help manufacture the following manufacturing process.
Eines der Verfahren besteht darin, einen Formungsvorgang zu verwenden, der einen Schritt enthält, in dem zwei oder mehr Polymerarten gemischt und gemahlen werden. Die zwei oder mehr Polymermaterialarten in beliebiger Gestalt (z. B. Pellets) und mit Brechzahlen, die sich voneinander unterscheiden, werden gemischt, erwärmt und gemahlen (Misch- und Mahlschritt). Das gemischte und gemahlene Flüssigmaterial wird mit ho hem Druck in eine Metallform einer Spritzgussmaschine gespritzt. Anschließend wird es abgekühlt und verfestigt, damit man ein gespritztes Produkt erhält. Die Gestalt der Metallform ist so entworfen, dass man eine gewünschte Lichtstreuungs-Führungsplatte erhält.One the method is to use a molding process which contains a step in the two or more types of polymers are mixed and ground. The two or more polymer material types in any shape (eg. Pellets) and with refractive indices which differ from one another, are mixed, heated and ground (mixing and milling step). The mixed and ground liquid material becomes high pressure in a metal mold of an injection molding machine injected. Subsequently it is cooled and solidified to give a sprayed product. The Shape of the metal mold is designed to provide a desired light scattering guide plate receives.
Die zwei oder mehr Polymerarten mit unterschiedlichen Brechzahlen, die gemischt und gemahlen wurden, vermischen sich vor dem Verfestigen nicht vollständig miteinander. Dadurch verfestigen sie sich mit ungleichförmigen (schwankenden) lokalen Konzentrationen und liefern ein gespritztes Produkt mit gleichförmigem Streuvermögen.The two or more types of polymers with different refractive indices, the mixed and ground, mix before solidification not completely together. As a result, they solidify with non-uniform (fluctuating) local concentrations and provide a sprayed product with uniform Scattering power.
Das gemischte und gemahlene Material kann man in einen Zylinder einer Strangpressmaschine einspritzen und in üblicher Weise extrudieren, damit man ein gewünschtes gepresstes Produkt erhält.The Mixed and ground material can be put into a cylinder Inject injection molding machine and extrude in the usual way, so that you have a desired receives pressed product.
Für die Kombination und das Mischungsverhältnis einer derartigen Polymermischung stehen zahlreiche Möglichkeiten offen. Man bevorzugt, sich auf die Brechzahl eines jeden Materials und die Festigkeit und Eigenschaften der Struktur mit ungleichförmigen Brechzahlen zu konzentrieren, die durch den Formungsvorgang erzeugt wird (Streuung und Beleuchtungsparameter E, Korrelationsentfernung a, quadratischer Mittelwert τ der Schwankung der Dielektrizitätszahl).There are many possibilities for the combination and the mixing ratio of such a polymer mixture. It is preferred to focus on the refractive index of each material and the strength and properties of the structure with nonuniform refractive indices, which are determined by the shaping is generated (scattering and illumination parameters E, correlation distance a, root mean square τ of the fluctuation of the dielectric constant).
Gängige Polymermaterialien, die man verwenden kann, sind in Tabelle 1 und 2 dargestellt.Common polymer materials, which can be used, are shown in Table 1 and 2.
Gemäß einem weiteren Verfahren zum Herstellen von Materialien, die eine Lichtstreuungs-Führungsplatte bilden, wird ein Material in Form von Partikeln mit einer Brechzahl, die sich von der Brechzahl des Polymermaterials unterscheidet, gleichmäßig im Polymermaterial verteilt (der Unterschied in der Brechzahl beträgt 0,001 oder mehr).According to one another method for producing materials comprising a light scattering guide plate form a material in the form of particles with a refractive index, which differs from the refractive index of the polymer material, evenly in the polymer material distributed (the difference in the refractive index is 0.001 or more).
Zu den Verfahren, die für eine gleichmäßige Verteilung eines Materials in Partikelform verwendbar ist, gehört die Suspensionspolymerisation. Bei diesem Verfahren wird ein Material in Partikelform einem Monomer zugesetzt. Bei dem Material in Partikelform wird eine Polymerisationsreaktion durch Eintauchen in heißes Wasser in Gang gesetzt, damit das Material in Partikelform gleichmäßig verteilt wird. Dadurch erhält man ein Polymermaterial. Dieses Rohmaterial kann man formen, um eine Lichtstreuungs-Führungsplatte mit gewünschtem Aufbau herzustellen.To the procedures for a uniform distribution a material in particulate form is useful, the suspension polymerization belongs. In this process, a particulate material is added to a monomer. The material in particle form becomes a polymerization reaction by immersion in hot water set in motion so that the material evenly distributed in particle form becomes. This preserves a polymer material. This raw material can be molded to a light scattering guide plate with desired Make construction.
Eine Suspensionspolymerisation kann man mit verschiedenen Materialkombinati onen in der Form von Partikeln und Monomeren ausführen (Kombinationen der Partikelkonzentrationen, der Partikelgröße, der Brechzahlen usw.), damit man zahlreiche Materialarten erhält. Diese Materialien kann man gezielt mischen und formen, um Lichtstreuungs-Führungsplatten herzustellen, die unterschiedliche Merkmale aufweisen. Die Partikelkonzentration lässt sich leicht dadurch steuern, dass man ein Polymer beimischt, das keinerlei Partikelmaterial enthält.A Suspension polymerization can be done with various material combinations in the form of particles and monomers (combinations of particle concentrations, the particle size, the refractive indices etc.), so you get numerous types of material. These materials can you mix and shape specifically to light scattering guide plates produce, which have different characteristics. The particle concentration let yourself easily control by adding a polymer that does not Contains particulate material.
Ein weiteres anwendbares Verfahren für die gleichförmige Verteilung eines Materials in Partikelform besteht im Mischen und Mahlen eines Polymermaterials und eines Materials in Partikelform. In diesem Fall kann das Mahlen und Formen (Pelletieren) wiederum mit verschiedenen Materialkombinationen in Form von Partikeln und Monomeren erfolgen (Kombinationen der Partikelkonzentrationen, der Partikelgröße, der Brechzahlen usw.). Diese Materialien kann man gezielt mischen und formen, um Lichtstreuungs-Führungsplatten mit unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen.One another applicable method for the uniform one Distribution of a material in particle form consists in mixing and Milling a polymeric material and a material in particulate form. In this case, milling and forming (pelleting) can again with different material combinations in the form of particles and Monomers occur (combinations of particle concentrations, the Particle size, the Refractive indices etc.). These materials can be mixed specifically and shape to light scattering guide plates to produce with different properties.
Zudem kann man den Polymermischvorgang und den Mischvorgang für ein Material in Partikelform wie beschrieben kombinieren. Beispielsweise kann man beim Mischen und Mahlen von Polymeren mit unterschiedlichen Brechzahlen ein Material in Partikelform zumischen. Da diese Herstellungsverfahren bekannt sind, werden die Fertigungsbedingungen usw. nicht mehr ausführlich beschrieben.moreover you can the polymer mixing process and the mixing process for a material in particle form as described combine. For example, can when mixing and grinding polymers with different Refractive indices mix a material in particle form. Because these manufacturing processes are known, the manufacturing conditions, etc. are no longer described in detail.
Die oben ausführlich beschriebenen Merkmale kann man wie folgt zusammenfassen.
- (1) Man ordnet eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung an, die gesehen in der Hauptbetrachtungsrichtung (im Wesentlichen der Vorwärtsrichtung) einen verbesserten Helligkeitspegel aufweist.
- (2) Man ordnet eine Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung an, bei der der Helligkeitspegel mit zunehmender Winkelabweichung von der Hauptbetrachtungsrichtung (im Wesentlichen der Vorwärtsrichtung) allmählich abfällt, und in der die Ausgabe von Beleuchtungslicht in Betrachtungsrichtungen unterdrückt wird, in der eine Betrachtung weniger wahrscheinlich ist, um eine nutzlose Beleuchtung zu vermeiden.
- (3) Derartige Eigenschaftsverbesserungen erhöhen die Anwendbarkeit einer Oberflächen-Lichtquellenvorrichtung für die Hinterleuchtung einer Flüssigkristallanzeige.
- (4) Die Erfindung stellt eine neuartige asymmetrische Prismentafel bereit, die man für derartige Oberflächen-Lichtquellenvorrichtungen oder Flüssigkristallanzeigen einsetzen kann.
- (1) Arranging a surface light source device having an improved brightness level as seen in the main observation direction (substantially the forward direction).
- (2) arranging a surface light source device in which the brightness level gradually decreases with increasing angular deviation from the main viewing direction (substantially the forward direction), and in which the output of illumination light in viewing directions in which viewing is less likely, to avoid useless lighting.
- (3) Such property improvements increase the applicability of a surface light source device for backlighting a liquid crystal display.
- (4) The invention provides a novel asymmetric prism sheet which can be used for such surface light source devices or liquid crystal displays.
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